14 为什么海市蜃楼常常倒立？

你一定听说过一个自然现象叫“海市蜃楼”，譬如在海面上或者沙漠中，会看到远处显现出一座城市，甚至一片绿洲。海市蜃楼到底是什么？

其实海市蜃楼的原理非常简单，就是光的折射。首先，要明确海市蜃楼里展现的景象都是真实存在的，只不过它不在你看到的位置而已。所谓海市蜃楼，就是把真实存在的景象通过折射原理挪了一个位置后让你看到。

我们知道光在不同的透明介质里的运动速度是不一样的。比如，光在玻璃中的运动速度只有在真空中的2/3，所谓透明介质的折射率，就是用光在真空中的速度，除以它在这种透明介质里的速度，譬如玻璃的折射率就是3∶2等于1.5。折射现象，就是光从一种介质斜着运动到另外一种介质当中，它走的路线会弯折，例如把一双筷子放在一碗水里在你看来筷子进入水中时就弯折了。

海市蜃楼经常在海面上或者沙漠里出现，是因为海面上水汽多，靠近海面的水汽浓，远离海面的水汽稀薄，水汽的密度变化会导致折射率的变化，而沙漠表面温度高，沙漠表面上方的温差大，这两种情况都可以让上方的空气形成折射率变化的梯度。沙漠表面的空气温度高，沙漠上空的空气温度低，温度的高低会影响空气折射率的大小。在沙漠或者海面上的空气，随着高度的变化，空气折射率的大小也会发生变化。

简单画一个光路图你就明白海市蜃楼的原理了，远处的风景发出来的光线在通过折射率随高度变化的介质时，就会拐着弯跑到观察者的眼睛里。由于我们大脑理解的视觉信号都是做反向延长线的，所以就会觉得远处好像有风景一样。并且，由于光线的传播方式随折射率变化规律而变化，所以海市蜃楼的景象往往是倒立的。我们在海市蜃楼里看到的景象其实跟我们看水里的筷子会弯折，在原理上也差不多。筷子是真实存在的，只是它并不在我们眼睛看到的那个位置。

在海市蜃楼中，你所看到的景象都是真实存在的，只不过它不在你看到的位置而已。